KR102561899B1

KR102561899B1 - 시술도구 제어 장치

Info

Publication number: KR102561899B1
Application number: KR1020220166448A
Authority: KR
Inventors: 송교석; 김민형
Original assignee: 주식회사 메디픽셀
Priority date: 2022-12-02
Filing date: 2022-12-02
Publication date: 2023-08-01

Abstract

일 실시 예에 따른 시술도구 제어 장치는, 시술도구에 접촉한 상태에서 롤링함으로써 상기 시술도구를 이송시키는 롤러를 각각 포함하는 한 쌍의 롤러 모듈; 상기 한 쌍의 롤러 모듈의 하단에 배치되고 상기 롤러의 롤링축을 이동시킴으로써 상기 시술도구를 회전시키는 한 쌍의 축이동 모듈; 및 상기 한 쌍의 롤러 모듈이 상기 시술도구를 파지하도록 상기 한 쌍의 축이동 모듈을 이동시키는 베이스 모듈을 포함하고, 상기 한 쌍의 롤러 모듈에 각각 포함된 두 개의 상기 롤러를 제1 롤러 및 제2 롤러라고 할 때, 상기 한 쌍의 롤러 모듈 및 상기 한 쌍의 축이동 모듈의 구동에 따라서, 상기 제1 롤러 및 상기 제2 롤러의 롤링 속도, 롤링 방향 및 롤링축이 달라지고, 그에 따라서 상기 시술도구가 이송, 회전, 또는 회전 이송될 수 있다.

Description

시술도구 제어 장치{DEVICE FOR CONTROL SURGICAL INSTRUMENT}

아래의 설명은 시술 도구 제어 장치에 관한 것이다.

심혈관, 뇌혈관, 말초혈관을 치료하기 위해 카테터, 캠 구조 와이어를 이용하여 스텐트 등을 삽입하는 중재 시술이 널리 보급되어 있다. 시술은 일반적으로 CAG(coronary angiogram, 관상동맥 조영술)나 MRI(magnetic resonance imaging, 자기공명 영상법)을 이용하는데, 이러한 영상 장비들은 대부분 방사선을 이용한다. 따라서 장시간 시술을 진행할 경우, 환자는 물론 시술자까지 방사선에 과다하게 노출될 우려가 있다. 이를 해결하기 위해 시술자가 방사선 장비에서 떨어져 원격으로 시술을 진행할 수 있게 하는 로봇 장비나 로봇 기술들이 개발되고 있다.

한국등록특허 101712135호(등록일 2017년02월24일)에는 카테터 제어용 마스터 유닛 및 이를 포함하는 카테터 제어 시스템에 관하여 개시되어 있다.

전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출과정에서 보유하거나 습득한 것으로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에 공개된 공지기술이라고 할 수는 없다.

일 실시 예에 따르면, 시술도구의 이송, 회전, 이송 및 회전의 속도 및 방향을 정밀하게 제어할 수 있는 시술도구 제어 장치를 제공할 수 있다.

상기 시술도구 제어 장치는, (i)상기 제1 롤러의 롤링축 및 상기 제2 롤러의 롤링축이 서로 평행하고, 상기 시술도구에 대해서 수직하고, (ii)상기 제1 롤러 및 상기 제2 롤러가 서로 반대 방향으로 롤링할 때, 상기 시술도구는 전방 이송 또는 후방 이송될 수 있다.

상기 시술도구 제어 장치는, (i)상기 제1 롤러의 롤링축 및 상기 제2 롤러의 롤링축이 서로 평행하고, 상기 시술도구에 대해서 수직하지 않고, (ii)상기 제1 롤러 및 상기 제2 롤러가 같은 방향으로 롤링할 때, 상기 시술도구는 전방 이송 또는 후방 이송되지 않고 제자리에서 시계방향 또는 반시계 방향으로 회전할 수 있다.

상기 시술도구 제어 장치는, (i)상기 제1 롤러의 롤링축 및 상기 제2 롤러의 롤링축이 하나의 평면 상에 위치하지 않고, (ii) 상기 제1 롤러 및 상기 제2 롤러가 서로 반대 방향으로 롤링할 때, 상기 시술도구는 전방 이송 또는 후방 이송되면서 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전할 수 있다.

상기 시술도구 제어 장치는, 상기 축이동 모듈에 상기 롤러 모듈이 결합되고, 상기 한 쌍의 축이동 모듈은 각각 상기 베이스 모듈의 중심을 기준으로 양측에 탄성 연결되고, 상기 한 쌍의 축이동 모듈은 상기 베이스 모듈의 일 부분과 각각 접촉함으로써 상기 베이스 모듈을 향하도록 하는 탄성력을 받을 수 있다.

상기 시술도구 제어 장치는, 상기 한 쌍의 축이동 모듈은 상기 베이스 모듈 내의 함몰된 부분에 의하여 상기 베이스 모듈의 중심으로 향하여 탄성적으로 이동하고, 상기 한 쌍의 축이동 모듈과 연결된 상기 한 쌍의 롤러 모듈이 상기 시술도구를 파지할 수 있을 정도로 가까워질 수 있다.

상기 롤러 모듈은, 상기 롤러가 롤링하도록 동력을 제공하는 롤러 모터; 상기 롤러 모터와 연결되는 제2 기어; 상기 제2 기어에 연결되는 제1 기어; 및 상기 제1 기어로부터 동력을 전달받고, 상기 롤러를 안착시키는 베벨 기어를 포함할 수 있다.

상기 롤러 모듈은, 상기 제2 기어와 함께 회전하지 않도록 연결되고, 상기 베벨 기어의 하단과 일체로 연결되는 롤러 블록을 더 포함하고, 상기 롤러 블록이 상기 제2 기어의 중심축에 고정된 상태로 상기 베벨 기어의 하단부와 함께 스윙함에 따라서 상기 롤러의 롤링축을 이동시킬 수 있다.

상기 축이동 모듈은, 동력을 제공하는 축이동 모터; 슬라이더; 상기 슬라이더를 따라 슬라이딩하는 슬라이딩 부재; 축이동 모터로부터 동력을 상기 슬라이딩 부재로 전달하는 축이동 전달 부재; 및 상기 슬라이딩 부재의 하단에 배치되는 미들 플레이트를 포함할 수 있다.

상기 슬라이딩 부재는, 수직 이동가능한 부시 블록; 및 상기 슬라이더에 장착되고 상기 축이동 전달 부재에 연결된 너트 블록을 포함하고, 상기 부시 블록은, 상기 너트 블록과 함께 수평 이동하면서 독립적으로 수직 이동할 수 있다.

상기 미들 플레이트는, 상기 미들 플레이트로부터 돌출 형성된 고정 단부를 포함하고, 상기 베이스 모듈은, 상기 롤러 모듈 및 상기 축이동 모듈이 배치되는 베이스 플레이트; 상기 시술도구가 거치될 수 있도록 형성되는 시술도구 홀더; 및 상기 고정 단부 및 상기 시술도구 홀더에 양단이 각각 연결된 탄성 부재를 포함할 수 있다.

상기 베이스 모듈은, 상기 축이동 모듈이 상기 베이스 모듈의 중심을 향하거나 멀어지는 방향으로 이동할 수 있도록 장착되는 레일; 상기 레일 상에서 슬라이딩하고 상기 축이동 모듈과 연결되어 일체로 이동하는 캠 팔로워 블록; 및 상기 축이동 전달 부재와 일체로 연결되는 캠 팔로워를 더 포함하고, 상기 베이스 플레이트는, 상기 베이스 플레이트의 양 측에 대칭으로 함몰 형성된 캠 구조를 포함할 수 있다.

상기 베이스 모듈은, 상기 캠 팔로워 블록의 단부에 조립되어 구름 운동을 하는 슬라이딩 휠을 더 포함하고, 상기 슬라이딩 휠은, 상기 베이스 플레이트의 측면을 따라 구름으로써, 상기 캠 팔로워가 상기 캠 구조에 대응하여 이동하도록 유도할 수 있다.

상기 축이동 모듈은, 상기 너트 블록이 상기 슬라이더의 범위 내에서 이동하도록 하는 리미트 센서를 더 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따른 시술도구 제어 장치는, 시술도구의 이송, 회전, 이송 및 회전의 속도 및 방향을 정밀하게 제어할 수 있다.

도 1은 일 실시 예에 따른 시술도구 제어 장치의 사시도이다.
도 2는 일 실시 예에 따른 시술도구 제어 장치의 분해도이다.
도 3은 일 실시 예에 따른 롤러 모듈이다.
도 4는 일 실시 예에 따른 축이동 모듈이다.
도 5는 일 실시 예에 따른 축이동 모듈 및 베이스 모듈이다.
도 6은 일 실시 예에 따른 시술도구 제어 장치의 구동을 나타낸 도면이다.
도 7은 일 실시 예에 따른 시술도구에 대한 롤러의 배치를 나타낸 도면이다.
도 8은 일 실시 예에 따른 롤러의 구동에 따른 시술도구의 동작을 나타낸 도면이다.
도 9는 일 실시 예에 따른 롤러의 구동에 따른 시술도구의 동작을 나타낸 도면이다.
도 10은 일 실시 예에 따른 베이스 모듈 및 축이동 모듈의 평면도이다.
도 11은 일 실시 예에 따른 베이스 모듈에 의한 축이동 모듈의 구동을 나타낸 평면도이다.

이하, 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

어느 하나의 실시 예에 포함된 구성요소와, 공통적인 기능을 포함하는 구성요소는, 다른 실시 예에서 동일한 명칭을 사용하여 설명하기로 한다. 반대되는 기재가 없는 이상, 어느 하나의 실시 예에 기재한 설명은 다른 실시 예에도 적용될 수 있으며, 중복되는 범위에서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 일 실시 예에 따른 시술도구 제어 장치의 사시도이고, 도 2는 일 실시 예에 따른 시술도구 제어 장치의 분해도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 시술도구 제어 장치(1)는, 시술도구를 파지하는 롤러의 구동에 따라서, 시술도구를 이송, 회전, 또는 회전 이송되도록 할 수 있다. 여기서 시술도구란, 수술에 사용되는 와이어, 카테터 등을 의미할 수 있다. 즉, 한 쌍의 롤러 모듈(11) 및 한 쌍의 축이동(12) 모듈의 구동에 따라서, 제1 롤러 및 제2 롤러의 롤링 속도, 롤링 방향 및 롤링축이 달라지고, 그에 대응하여 시술도구의 이송 속도, 이송 방향, 회전 속도, 회전 방향 및 이송과 회전이 동시에 발생되도록 할 수 있다. 이와 같은 구성에 의하면, 굵기가 가는 시술도구를 손쉽게 제어할 수 있고, 정확한 기계적 포지셔닝을 확보할 수 있고, 시술자의 방사선 노출 감소, 시술의 용이성 및 효율성 증가를 기대할 수 있다. 예를 들어, 시술도구 제어 장치(1)는, 한 쌍의 롤러 모듈(11), 한 쌍이 축이동 모듈(12) 및 베이스 모듈(13)을 포함할 수 있다.

한 쌍의 롤러 모듈(11)은, 시술도구에 접촉한 상태에서 롤링함으로써 상기 시술도구를 이송시키는 롤러를 각각 포함할 수 있다.

한 쌍의 축이동 모듈(12)은, 한 쌍의 롤러 모듈(11)의 하단에 배치되고 롤러의 롤링축을 이동시킴으로써 시술도구를 회전시킬 수 있다. 한 쌍의 롤러 모듈(12)에 각각 포함된 두 개의 롤러를 제1 롤러 및 제2 롤러라고 할 수 있다.

베이스 모듈(13)은, 한 쌍의 롤러 모듈(12)이 시술도구를 파지하도록 한 쌍의 축이동 모듈(12)을 이동시킬 수 있다.

도 3은 일 실시 예에 따른 롤러 모듈이다.

도 3을 참조하면, 롤러 모듈(11)은, 롤러(111)의 회전 동력을 제어하는 부분일 수 있다. 예를 들어, 롤러 모듈(11)은, 롤러(111), 베벨 기어(112), 샤프트 가이드 블록(113), 제1 기어(114), 제2 기어(115), 롤러 모터(116) 및 롤러 블록(117)을 포함할 수 있다.

롤러(111)는 롤링축에 대하여 롤링할 수 있고, 한 쌍의 롤러(111)로 구비됨으로써 시술도구를 파지할 수 있다.

베벨 기어(112)는 제1 기어(114)로부터 동력을 전달받고, 롤러(111)를 안착시킬 수 있다.

샤프트 가이드 블록(113)은 베벨 기어(112) 및 제1 기어(114)가 잘 조립되도록 하며, 각 기어의 원활한 회전을 위하여 베어링을 포함하여 조립될 수 있다. 샤프트 가이드 블록(113)은 롤러 블록(117)과 연결될 수 있다.

제1 기어(114)는 제2 기어(115)에 연결될 수 있다. 제1 기어(144)는, 전단의 베벨 기어 형태의 전단 기어 및 후단의 평기어가 결합되어 형성될 수 있다. 전단 기어는 베벨 기어(112)와 맞물리고, 후단 기어는 제2 기어(115)와 맞물릴 수 있다.

제2 기어(115)는 롤러 모터(116)에 연결될 수 있다. 제2 기어(115)는 롤러 모터(116)의 동력을 전달할 수 있는 반면, 후술할 바와 같이, 제2 기어(115)의 중심축은 롤러(111)의 롤링축의 회전 중심이 될 수 있다. 또한, 제2 기어(115)의 중심축의 연장선 부분에 시술도구가 파지될 수 있다. 제2 기어(115)는 롤러 모터 샤프트와 결합될 수 있고, 롤러 모터 샤프트는 베어링에 조립되어 롤러 블록(117)이 회전하게 되더라도, 롤러(111)의 롤링축이 회전할 때 회전 동력을 받지 않을 수 있다.

롤러 모터(116)는 롤러(111)가 롤링하도록 동력을 제공할 수 있다. 예를 들어, 롤러 모터(116)는 롤러(111)의 롤링 방향을 시계 방향 또는 반시계 방향으로 제어할 수 있고, 롤러(111)가 롤링하는 속도를 제어할 수 있다.

롤러 블록(117)은 제2 기어(115)와 함께 회전하지 않도록 연결되고, 베벨 기어(112)의 하단과 일체로 연결될 수 있다. 예를 들어, 롤러 블록(117)와 제2 기어(115)는 베어링을 통하여 연결되어 상대적 위치가 고정되면서도 서로 독립적으로 회전할 수 있다. 롤러 블록(117)이 제2 기어(115)의 중심축에 고정된 상태로 베벨 기어(112)의 하단부와 함께 스윙함에 따라서 롤러(111)의 롤링축을 이동시킬 수 있다.

도 4는 일 실시 예에 따른 축이동 모듈이고, 도 5는 일 실시 예에 따른 축이동 모듈 및 베이스 모듈이다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 축이동 모듈(12)은, 롤러(111)의 롤링축을 원하는 각도로 회전하기 위해서 수직 운동 및 수평운동을 할 수 있다. 축이동 모듈(12)은, 슬라이딩 부재(121), 슬라이더(122), 축이동 전달 부재(123), 축이동 모터(124), 리미트 센서(125) 및 미들 플레이트(126)를 포함할 수 있다.

슬라이딩 부재(121)는 슬라이더(122)를 따라 슬라이딩 할 수 있다. 예를 들어, 슬라이딩 부재(121)는, 부시 블록(1211) 및 너트 블록(1212)을 포함할 수 있다.

부시 블록(1211)은 수직으로 이동할 수 있다. 예를 들어, 부시 블록(1211)은 너트 블록(1212)이 제2 기어(115)의 중심축에 고정된 상태로 베벨 기어(112)의 하단부와 함께 스윙함에 따라서 롤러(111)의 롤링축을 이동시킬 수 있다.

너트 블록(1212)은, 슬라이더(122)에 장착되고 축이동 전달 부재(123)에 연결될 수 있다. 너트 블록(1212)은 슬라이더(122)를 따라서 수평 운동을 할 수 있다.

축이동 전달 부재(123)는 축이동 모터(124)로부터 동력을 슬라이딩 부재(121)로 전달할 수 있다. 예를 들어, 축이동 전달 부재(123)는, 슬라이딩 나사(1231), 스크류 풀리(1232), 벨트(1233) 및 모터 풀리(1234)를 포함할 수 있다. 슬라이딩 나사(1231)의 일 측단에는 스크류 풀리(1232)가 조립되고, 축이동 모터(214)에 조립도니 모터 풀리(1234)와 벨트(1233)에 의해 연결될 수 있다. 이와 같이 연결된 슬라이딩 나사(1231)는 축이동 모터(214)의 동력을 전달받게 되며 너트 블록(1212)은 수평운동을 할 수 있다.

축이동 모터(124)는 동력을 제공할 수 있다.

리미트 센서(125)는 너트 블록(1212)이 슬라이더(122)의 범위 내에서 이동하도록 할 수 있다. 예를 들어, 리미트 센서(125)는 너트 블록(1212)이 슬라이더(122)의 양단에 도달하는 것을 감지해서 축이동 모터(124)의 구동을 중단시킬 수 있다.

미들 플레이트(126)는 슬라이딩 부재(121)의 하단에 배치될 수 있다. 예를 들어, 미들 플레이트(126)는 미들 플레이트(126)로부터 돌출 형성된 고정 단부(1261)를 포함할 수 있다.

베이스 모듈(13)은, 캠 구조에 의하여 한 쌍의 롤러(111)가 시술도구를 파지하도록 할 수 있다. 이와 같은 파지 동작은 별도의 동력장치 없이, 슬라이딩 나사(1231)가 전달받는 동력을 이용하여 동작할 수 있다. 예를 들어, 베이스 모듈(13)은, 베이스 플레이트(131), 캠 팔로워 블록(132), 시술도구 홀더(133), 캠 팔로워(134), 슬라이딩 휠(135), 탄성 부재(136) 및 레일(137)을 포함할 수 있다.

베이스 플레이트(131)는 롤러 모듈(11) 및 축이동 모듈(12)이 배치될 수 있다. 예를 들어, 베이스 플레이트(131)는 양 측에 대칭으로 함몰 형성된 캠 구조(1312)를 포함할 수 있다.

캠 팔로워 블록(132)은 레일(137) 상에서 슬라이딩하고 축이동 모듈(12)과 연결되어 일체로 이동할 수 있다.

시술도구 홀더(133)는 시술도구가 거치될수록 형성될 수 있다. 예를 들어, 시술도구 홀더(133)는 시술도구 홀더(131)의 근위 단부 및 원위 단부를 각각 홀딩할 수 있도록 베이스 플레이트(131)의 양측에 한 쌍으로 형성될 수 있다.

캠 팔로워(134)는 축이동 전달 부재(123)와 일체로 연결될 수 있다.

슬라이딩 휠(135)은 캠 팔로워 블록(132)의 단부에 조립되어 구름 운동을 할 수 있다. 예를 들어, 슬라이딩 휠(135)은 베이스 플레이트(131)의 측면을 따라 구름으로써, 캠 팔로워(134)가 캠 구조(1312)에 대응하여 이동하도록 유도할 수 있다.

탄성 부재(136)는 고정 단부(1261) 및 시술도구 홀더(133)에 양단이 각각 연결될 수 있다.

레일(137)은 축이동 모듈(12)이 베이스 모듈(13)의 중심을 향하거나 멀어지는 방향으로 이동할 수 있도록 장착될 수 있다.

도 6은 일 실시 예에 따른 시술도구 제어 장치의 구동을 나타낸 도면이고, 도 7은 일 실시 예에 따른 시술도구에 대한 롤러의 배치를 나타낸 도면이다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 롤러 블록(117)이 제2 기어(115)의 중심축에 고정된 상태로 베벨 기어(112)의 하단부와 함께 스윙함에 따라서 롤러(111)의 롤링축을 이동시킬 수 있다. 도 6의 (a)는 롤러(111)의 롤링축이 시계방향으로 45도 회전된 상태를 나타내고, 도 6의 (b)는 중립 위치에서 회전되지 않은 상태를 나타내고, 도 6의 (c)는 반시계방향으로 45도 회전된 상태를 나타낸다.

도 7의 (a)는 한 쌍의 롤러(111)가 도 6의 (b)상태에서 시술도구를 파지하는 모습을 나타낸다. 즉, (i)제1 롤러의 롤링축 및 제2 롤러의 롤링축이 서로 평행하고, 롤링축은 시술도구에 대해서 수직하고, (ii)제1 롤러 및 제2 롤러가 서로 반대 방향으로 롤링할 때, 시술도구는 전방 이송 또는 후방 이송될 수 있다. 도 7의 (b)는 한 쌍의 롤러(111)가 도 6의 (a) 상태에 있고, 도 7의 (c)는 도 6의 (c)상태에 있는 제1 롤러 및 도 6의 (a)상태에 있는 제2 롤러가 시술도구를 파지하는 모습을 나타내고, 도 8 및 도 9에서 자세히 후술하기로 한다.

도 8은 일 실시 예에 따른 롤러의 구동에 따른 시술도구의 동작을 나타낸 도면이고, 도 9는 일 실시 예에 따른 롤러의 구동에 따른 시술도구의 동작을 나타낸 도면이다.

도 8은 도 7의 (b) 상태에 있는 한 쌍의 롤러(111)가 서로 같은 방향으로 회전할 때 시술도구가 회전하는 것을 나타낸다. 즉, (i) 제1 롤러의 롤링축 및 제2 롤러의 롤링축이 서로 평행하고, 시술도구에 대해서 수직하지 않고, (ii) 제1 롤러 및 제2 롤러가 같은 방향으로 롤링할 때, 시술도구는 전방 이송 또는 후방 이송되지 않고 제자리에서 시계방향 또는 반시계 방향으로 회전할 수 있다. 한 쌍의 롤러(111)가 시술도구에 작용하는 힘을 시술도구의 길이축 및 시술도구에 대한 수직축 방향 성분으로 나누어 보면, 제1 롤러 및 제2 롤러가 각각 시술도구의 길이축 방향으로 작용하는 힘은 크기가 같고 방향이 반대되어 상쇄된 결과, 시술도구를 이송시키지 않는 반면, 제1 롤러 및 제2 롤러가 시술도구에 가하는 토크의 방향은 서로 동일하여 시술도구가 회전하게 된다.

도 9는 도 7의 (c) 상태에 있는 한 쌍의 롤러(111)가 다른 방향으로 회전 할때, 시술도구가 이송 및 회전되는 것을 나타낸다. 즉, (i)제1 롤러의 롤링축 및 제2 롤러의 롤링축이 하나의 평면 상에 위치하지 않고, (ii) 제1 롤러 및 제2 롤러가 서로 반대 방향으로 롤링할 때, 시술도구는 전방 이송 또는 후방 이송되면서 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전할 수 있다. 한 쌍의 롤러(111)가 시술도구에 작용하는 힘을 시술도구의 길이축 및 시술도구에 대한 수직축 방향 성분으로 나누어 보면, 제1 롤러 및 제2 롤러가 각각 시술도구의 길이축 방향으로 작용하는 힘은 크기가 같고 방향이 같으므로, 시술도구를 이송시키고, 제1 롤러 및 제2 롤러가 시술도구에 가하는 토크의 방향은 서로 동일하여 시술도구가 회전하게 된다. 즉, 시술도구는 회전함과 동시에 이송될 수 있다.

여기서, 롤러의 지름을 D라고 하고, 시술도구의 지름을 d라고 할때, 시술도구의 회전 각도는 , 시술도구의 이동 거리는 이다.

도 10은 일 실시 예에 따른 베이스 모듈 및 축이동 모듈의 평면도이고, 도 11은 일 실시 예에 따른 베이스 모듈에 의한 축이동 모듈의 구동을 나타낸 평면도이다.

도 10 및 도 11을 참조하면, 축이동 모듈(12)에 롤러 모듈(11)이 결합되고, 한 쌍의 축이동 모듈(12)은 각각 베이스 모듈(13)의 중심을 기준으로 양측에 탄성 연결되고, 한 쌍의 축이동 모듈(12)은 베이스 모듈(13)의 일 부분과 각각 접촉함으로써 베이스 모듈(13)을 향하도록 하는 탄성력을 받을 수 있다. 한 쌍의 축이동 모듈(12)은 베이스 모듈(13) 내의 함몰된 부분에 의하여 베이스 모듈(13)의 중심으로 향하여 탄성적으로 이동하고, 한 쌍의 축이동 모듈(12)과 연결된 한 쌍의 롤러 모듈(11)이 시술도구를 파지할 수 있을 정도로 가까워질 수 있다.

시술도구 제어 장치(1)의 초기 상태는 도 10과 같이, 너트 블록(1212)의 위치가 양끝단에 위치하며, 베이스 플레이트(131)의 캠 구조(1312)로 인해 롤러(111)가 서로 이격될 수 있다. 탄성 부재(136)의 외력은 항상 중심 방향으로 작용하므로 너트 블록(1212)이 중심으로 움직이면 두 개의 롤러(111)는 맞닿게 되면서 시술도구를 파지할 수 있다. 파지된 시술도구는 시술 상황에 맞게 구동하며, 시술이 완료되면 너트 블록(1212)이 양 끝단으로 움직이고 롤러(111)는 벌어지게 되면서 시술도구 구속을 해제하게 된다. 시술도구를 파지하는 힘은 탄성 부재(136)의 탄성력에 의해 결정될 수 있으며, 추가 동력 장치를 설치하여 롤러(111)의 사이 간격과 파지하는 힘을 조절할 수 있다. 롤러(111)는 쉽게 교체가 가능하며, 응급상황 발생시 쉽게 제거가 가능하다.

이상과 같이 비록 한정된 도면에 의해 실시 예들이 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 구조, 장치 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.

1: 시술도구 제어 장치
11: 롤러 모듈
111: 롤러
112: 베벨 기어
113: 샤프트 가이드 블록
114: 제1 기어
115: 제2 기어
116: 롤러 모터
117: 롤러 블록
12: 축이동 모듈
121: 슬라이딩 부재
1211: 부시 블록
1212: 너트 블록
122: 슬라이더
123: 축이동 전달 부재
1231: 슬라이딩 나사
1232: 스크류 풀리
1233: 벨트
1234: 모터 풀리
124: 축이동 모터
125: 리미트 센서
126: 미들 플레이트
1261: 고정 단부
13: 베이스 모듈
131: 베이스 플레이트
1312: 캠 구조
132: 캠 팔로워 블록
133: 시술도구 홀더
134: 캠 팔로워
135: 슬라이딩 휠
136: 탄성 부재
137: 레일

Claims

시술도구에 접촉한 상태에서 롤링함으로써 상기 시술도구를 이송시키는 롤러를 각각 포함하는 한 쌍의 롤러 모듈;
상기 한 쌍의 롤러 모듈의 하단에 배치되고 상기 롤러의 롤링축을 이동시킴으로써 상기 시술도구를 회전시키는 한 쌍의 축이동 모듈; 및
상기 한 쌍의 롤러 모듈이 상기 시술도구를 파지하도록 상기 한 쌍의 축이동 모듈을 이동시키는 베이스 모듈을 포함하고,
상기 한 쌍의 롤러 모듈에 각각 포함된 두 개의 상기 롤러를 제1 롤러 및 제2 롤러라고 할 때,
상기 한 쌍의 롤러 모듈 및 상기 한 쌍의 축이동 모듈의 구동에 따라서, 상기 제1 롤러 및 상기 제2 롤러의 롤링 속도, 롤링 방향 및 롤링축이 달라지고, 그에 따라서 상기 시술도구가 이송, 회전, 또는 회전 이송되고,
상기 축이동 모듈은,
동력을 제공하는 축이동 모터;
일 방향으로 연장되는 슬라이더;
상기 슬라이더를 따라 슬라이딩하는 슬라이딩 부재;
상기 축이동 모터로부터 동력을 상기 슬라이딩 부재로 전달하는 축이동 전달 부재; 및
상기 슬라이딩 부재의 하단에 배치되는 미들 플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 시술도구 제어 장치.
제1 항에 있어서,
(i)상기 제1 롤러의 롤링축 및 상기 제2 롤러의 롤링축이 서로 평행하고, 상기 시술도구에 대해서 수직하고, (ii)상기 제1 롤러 및 상기 제2 롤러가 서로 반대 방향으로 롤링할 때, 상기 시술도구는 전방 이송 또는 후방 이송되는 것을 특징으로 하는 시술도구 제어 장치.
제1 항에 있어서,
(i)상기 제1 롤러의 롤링축 및 상기 제2 롤러의 롤링축이 서로 평행하고, 상기 시술도구에 대해서 수직하지 않고, (ii)상기 제1 롤러 및 상기 제2 롤러가 같은 방향으로 롤링할 때, 상기 시술도구는 전방 이송 또는 후방 이송되지 않고 제자리에서 시계방향 또는 반시계 방향으로 회전하는 것을 특징으로 하는 시술도구 제어 장치.
제1 항에 있어서,
(i)상기 제1 롤러의 롤링축 및 상기 제2 롤러의 롤링축이 하나의 평면 상에 위치하지 않고, (ii) 상기 제1 롤러 및 상기 제2 롤러가 서로 반대 방향으로 롤링할 때, 상기 시술도구는 전방 이송 또는 후방 이송되면서 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전하는 것을 특징으로 하는 시술도구 제어 장치.
제1 항에 있어서,
상기 축이동 모듈에 상기 롤러 모듈이 결합되고,
상기 한 쌍의 축이동 모듈은 각각 상기 베이스 모듈의 중심을 기준으로 양측에 탄성 연결되고,
상기 한 쌍의 축이동 모듈은 상기 베이스 모듈의 일 부분과 각각 접촉함으로써 상기 베이스 모듈을 향하도록 하는 탄성력을 받는 것을 특징으로 하는 시술도구 제어 장치.
제5 항에 있어서,
상기 한 쌍의 축이동 모듈은 상기 베이스 모듈 내의 함몰된 부분에 의하여 상기 베이스 모듈의 중심으로 향하여 탄성적으로 이동하고,
상기 한 쌍의 축이동 모듈과 연결된 상기 한 쌍의 롤러 모듈이 상기 시술도구를 파지할 수 있을 정도로 가까워지는 것을 특징으로 하는 시술도구 제어 장치.
제1 항에 있어서,
상기 롤러 모듈은,
상기 롤러가 롤링하도록 동력을 제공하는 롤러 모터;
상기 롤러 모터와 연결되는 제2 기어;
상기 제2 기어에 연결되는 제1 기어; 및
상기 제1 기어로부터 동력을 전달받고, 상기 롤러를 안착시키는 베벨 기어를 포함하는 시술도구 제어 장치.
제7 항에 있어서,
상기 롤러 모듈은,
상기 제2 기어와 함께 회전하지 않도록 연결되고, 상기 베벨 기어의 하단과 일체로 연결되는 롤러 블록을 더 포함하고,
상기 롤러 블록이 상기 제2 기어의 중심축에 고정된 상태로 상기 베벨 기어의 하단부와 함께 스윙함에 따라서 상기 롤러의 롤링축을 이동시키는 것을 특징으로 하는 시술도구 제어 장치.
삭제
제1 항에 있어서,
상기 슬라이딩 부재는,
수직 이동가능한 부시 블록; 및
상기 슬라이더에 장착되고 상기 축이동 전달 부재에 연결된 너트 블록을 포함하고,
상기 부시 블록은,
상기 너트 블록과 함께 수평 이동하면서 독립적으로 수직 이동할 수 있는 것을 특징으로 하는 시술도구 제어 장치.
제10 항에 있어서,
상기 미들 플레이트는,
상기 미들 플레이트로부터 돌출 형성된 고정 단부를 포함하고,
상기 베이스 모듈은,
상기 롤러 모듈 및 상기 축이동 모듈이 배치되는 베이스 플레이트;
시술도구가 거치될 수 있도록 형성되는 시술도구 홀더; 및
상기 고정 단부 및 상기 시술도구 홀더에 양단이 각각 연결된 탄성 부재를 포함하는 시술도구 제어 장치.
제11 항에 있어서,
상기 베이스 모듈은,
상기 축이동 모듈이 상기 베이스 모듈의 중심을 향하거나 멀어지는 방향으로 이동할 수 있도록 장착되는 레일;
상기 레일 상에서 슬라이딩하고 상기 축이동 모듈과 연결되어 일체로 이동하는 캠 팔로워 블록; 및
상기 축이동 전달 부재와 일체로 연결되는 캠 팔로워를 더 포함하고,
상기 베이스 플레이트는,
상기 베이스 플레이트의 양 측에 대칭으로 함몰 형성된 캠 구조를 포함하는 것을 특징으로 하는 시술도구 제어 장치.
제12 항에 있어서,
상기 베이스 모듈은,
상기 캠 팔로워 블록의 단부에 조립되어 구름 운동을 하는 슬라이딩 휠을 더 포함하고,
상기 슬라이딩 휠은,
상기 베이스 플레이트의 측면을 따라 구름으로써, 상기 캠 팔로워가 상기 캠 구조에 대응하여 이동하도록 유도하는 시술도구 제어 장치.
제13 항에 있어서,
상기 축이동 모듈은,
상기 너트 블록이 상기 슬라이더의 범위 내에서 이동하도록 하는 리미트 센서를 더 포함하는 시술도구 제어 장치.